MANUFACTURA II(Segunda Parte)
APUNTES
Nombre:________________________I.D.:____________________________
EL FRESADO
El fresado es el procedimiento de manufactura por arranque de viruta mediante el cual una herramienta (fresa o cortador) provista de múltiples aristas cortantes dispuestas simétricamente alrededor de un eje gira conmovimiento uniforme y arranca el material a la pieza que es empujadacontra ella.
Movimiento Principal: Fresa
Movimiento Avance: Pieza
La forma de la viruta tiene la característica de una coma, siendo su espesor o sección variable.
A la máquina se le denomina Fresadora.
A la herramienta se le llama Cortador o Fresa
DISTINTOS TIPOS DE PIEZAS FRESADAS:
Las máquinas fresadoras se clasifican en:
• Fresadoras Horizontales
• Fresadoras Verticales
• Fresadoras Horizontales y Verticales
• Fresadoras de C.N.C.
• Fresadoras Copiadoras
• Fresadoras de Herramental
• Fresadoras Universales
FORMAS DE ARRANCAR LA VIRUTA
Fresado Cilíndrico: Fresado mediante herramienta de corte periférico. (la viruta está ampliada.)
Fresado Contradirección:
Fresado Frontal: Fresado mediante herramienta de corte frontal. (La viruta está ampliada.)
Fresado Paralelo.
FRESADORAS HORIZONTALES
FRESADORAS HORIZONTALES
Algunas operaciones de fresado horizontal.
CAMBIO DE VELOCIDADES DEL HUSILLO
El cambio de velocidades del husillo está situado en laparte superior de la columna de la máquina. El número develocidades suministradas por el cambio varía según lamáquina.
Ejemplo:
Caja de cambios de una fresadora horizontal pequeña cuyo husillo puede girar con 6 velocidades diferentes. La poleaA, que recibe el movimiento del motor situado en la parte inferior de la columna, transmite su movimiento al grupo B de tres ruedas dentadas, que puede deslizar a lo largo del árbol ranurado I. Sobre el árbol intermedio II se encuentran,montadas fijas, las ruedas del grupo C que pueden engranar con las de grupo B, y dos ruedas del grupo D deslizables a lo largo de un tramo ranurado del árbol, que pueden engranar conlas ruedas del grupo E, enclavadas sobre el husillo F.
El husillo, sobredimensionado en la figura, es hueco y va montado sobre cojinetes de rodamiento. En el interior delhusillo de encuentra el tirante G, que puede deslizarse a lo largo de aquél y gira conjuntamente con él; el tirante está roscado ensus dos extremos y sirve para fijar, mediante la tuerca H, elárbol portafresas al cono K del husillo. El tipo de cambio descrito se llama monopolea y el resto lo constituyen engranajes.
GRUPO DE LOS CARROS PORTAPIEZAS
La penetración de la herramienta en la pieza y elavance de ésta se obtienen mediante el movimiento de tres carros que constituyen el grupo portapiezas: ménsula ocarro vertical, carro transversal y mesa o carro superior.
Ménsula o carro vertical E
Se mueve a lo largo de las guías verticales labradasen la columna de la máquina, accionada por el mando D.
Carro transversal B
Accionado por el mando C, se mueve horizontalmentea lo largo de las guías en cola de milano de la ménsula.
Mesa portapiezas o carro superior A
Es accionada por el mando F y se mueve horizontalmente sobre el carro transversal B yperpendicularmente al árbol portafresas. El movimiento delos tres carros se obtiene por medio de tornillo y tuerca, yasea manualmente (como en la figura), ya seaautomáticamente, por medio de un motor propio o del motor principal.
DIAGRAMA INTERNO DE UNA MÁQUINAFRESADORA DE HUSILLO HORIZONTAL
FLECHA PORTAHERRAMIENTAS PARA FRESADORA DE HUSILLO HORIZONTAL
ESPECIFICACIONES GENERALES PARA DESCRIBIR UNA FRESADORA:
La selección del tipo de máquina dependerá de la profundidad y anchura del corte, la potencia requerida, el tipo preferidode cortador y el tiempo de operación; sin embargo, siempre se pretende obtener el mecanizado más económico. La forma ytamaño de las piezas a trabajar juegan un papel importante a la hora de seleccionar una máquina. Otros factores como el costodel equipo, calidad, reputación de la marca, etc., se deben considerar al adquirir una fresadora.
Teniendo en cuenta lo anterior, se buscará aquella fresadora que reúna la mayor parte de las exigencias. En un catálogode fresadoras de husillo horizontal, normalmente aparecen las siguientes características que permiten hacer comparaciones.
Mesa:•Superficie útil:................................................1000 X 240 mm
•Número y ancho de ranuras en T:.................3 X 14 H-7
•Distancia entre ranuras en T:........................60 mm
•Giro de la mesa en los dos sentidos:............45°
Carreras de la Mesa:•Longitudinal automático:...............................750 mm
•Transversal automático:...............................250 mm
•Vertical automático:......................................425 mm
•Distancias verticales mínima y máxima
entre el centro del husillo y la mesa:...........0 a 425 mm
Husillo:•Cono:............................................................ISO-40
•Número de rpm............:...............................12
•Mínima y máxima:RPM.................................48-1500 rpm
•Distancia entre el centro del eje y el brazo:..140
Avances:•Número de avances:.....................................9
•Longitudinal y transversal,
mínimo y máximo:.........................................12-280 mm/min
•Vertical, mínimo y máximo:...........................5.4-152 mm/min
Motores:•Motor principal:..............................................2.23 kw
•Motor para bomba de refrigeración:..............0.746 kw
Peso y dimensiones:•Peso neto aproximado:.................................1150 kg
•Peso bruto con embalaje marítimo:..............1350 kg
•Dimensiones del embalaje:..........................1375 X 1470
X 1780 mm
FRESADORA VERTICAL
FRESADORA VERTICAL
Algunas operaciones de fresado vertical.
FRESADORA VERTICAL DE DOS CABEZALES Y MESA GIRATORIA
SISTEMAS DE FRESADO VERTICAL EN SERIE
Sistema de fresado en serie adoptado parala ejecución de planos en elementos iguales. (Demostración esquemática.)
Sistema de fresado en serie adoptado parala ejecución de huecos en elementos iguales,actuando desde fuera del aparato. (Demostración esquemática)
SISTEMAS DE FRESADO EN SERIE
Sistema de fresado vertical continuoadoptado para la ejecución de huecos enelementos iguales, actuando por el interior delaparato. (Demostración esquemática.)
Corte y alisado sucesivo bilateral mediantedos pares de fresas movidas por dos pares decabezales horizontales opuestos.
FRESADORAS HORIZONTALES Y VERTICALES
a) De un montante y dos cabezales. b) De dos montantes y cuatro cabezales.
FRESADORA UNIVERSAL CONMESA INCLINABLE
FRESADORA DE COPIAR
DISPOSITIVOS DE SUJECIÓN DE PIEZAS EN LA MESA DE UNA FRESADORA
Convencionales
Dispositivos de acción mecánica
-Por prensas
- Por tornillos
- Por bridas
- Por levas excéntricas
- Por palancas articuladas
Dispositivos de acción hidráulica o neumática
- Por cilindro hidráulico
- Por cilindro neumático
Nota: Ver componentes de dispositivos de sujeción en http://www.carrlane.com
Ver lectura 2 al final de este manual
DISPOSITIVO DE SUJECIÓN DE PIEZAS EN LA MESA DE UNA FRESADORA
Localización de puntos de apriete
Por prensas
DISPOSITIVO DE SUJECIÓN DE PIEZAS EN LA MESA DE UNA FRESADORA
Por prensas continuación:
Al fijar la pieza rígidamente entre las mordazas de un tornillo, es necesario que su base se apoye en el fondo delaparato y que su parte superiorsobresalga de las mordazas lo mínimocompatible con la operación a efectuar
Al fijar el tornillo de mordazas a la mesa portapiezas es necesario asegurarse de que el empuje que laherramienta ejerce sobre la pieza sedirija contra la mordaza fija y no contra la móvil.
Cuando se fija entre las mordazas una pieza delgada que se debe mecanizaren voladizo, es conveniente aumentarla rigidez interponiendo entre ella y lamordaza fija un refuerzo R
DISPOSITIVO DE SUJECIÓN DE PIEZAS EN LA MESA DE UNA FRESADORA
DISPOSITIVO DE SUJECIÓN DE PIEZAS EN LA MESA DE UNA FRESADORA
Variantes de garras en prensas
DISPOSITIVO DE SUJECIÓN DE PIEZAS EN LA MESA DE UNA FRESADORA
Por tornillo de acción directa
Por bridas
DISPOSITIVO DE SUJECIÓN DE PIEZAS EN LA MESA DE UNA FRESADORA
DISPOSITIVO DE SUJECIÓN DE PIEZAS EN LA MESA DE UNA FRESADORA
Por bridas
Las piezas que por su forma y tamaño nopueden fijarse con un tornillo demordazas, se sujetan a la mesaportapiezas mediante bridas. La forma delas bridas es diferente, según las necesidades particulares de sujeción. Lasbridas pueden tener el extremo posteriorplano, extremo que se apoya sobre gradillas o sobre soportes de altura regulable; la parte anterior puede serplana (S1) o quebrada (S2). Para todos estos tipos resulta esencial que la brida quede horizontal.
Existen, además, bridas curvas (B) que presentan la ventaja de no flectear ytienen mayor facilidad de aplicación, ya que pueden sujetar piezas de diferente altura sin que varie la altura del apoyo delotro extremo.
Si se debe fijar con bridas una pieza por una superficie ya mecanizada seinterpone una planchita P, de metalblando, entre la brida y la pieza, a fin deevitar que esta brida quede marcada.
DISPOSITIVO DE SUJECIÓN DE PIEZAS EN LA MESA DE UNA FRESADORA
Por bridas continuación:
Fijación de una corredera de fundiciónmediante cuatro bridas planas que seapoyan sobre otras tantas gradillas
El soporte de la brida en este caso esregulable en altura y esta formadopor dos gradillas acopladas
Las piezas de forma irregular,además de las bridas normales, requierenaccesorios especiales
Por ejemplo, la pieza que se muestraen la figura se sujeta en la parte inferiorcontra un soporte de altura regulable,llamado gato, y por la parte superiormediante una brida acodada normal
Sujeción típica para fresadora
DISPOSITIVO DE SUJECIÓN DE PIEZAS EN LA MESA DE UNA FRESADORA
Posicionador de fresadora típico Base para posicionador de fresadora
Por levas y excéntricas
DISPOSITIVO DE SUJECIÓN DE PIEZAS EN LA MESA DE UNA FRESADORA
Por palancas articuladas
DISPOSITIVO DE SUJECIÓN DE PIEZAS EN LA MESA DE UNA FRESADORA
Por acción hidráulica o neumática
Realiza la sujeción muy rápidamente, facil de operar y las bridas pueden operarse simultaneamente
DISPOSITIVO DE SUJECIÓN DE PIEZAS EN LA MESA DE UNA FRESADORA
Modulares
Añaden flexibilidad al sistema de sujeción. Se usan para generar prototipos y para pequeñas corridas de producción. Muy usados enmáquinas CNC
DISPOSITIVO DE SUJECIÓN DE PIEZAS EN LA MESA DE UNA FRESADORA
Dedicados
Para producir piezas en grandes series
DISPOSITIVO DE SUJECIÓN DE PIEZAS EN LA MESA DE UNA FRESADORA
De primera operación
Son usados para piezas cuya geometría puede variar al provenir por ejemplo de una fundición o forja. El dispositivo debe poder ajustarse alas diferencias en dimensiones que pueden tener las piezas en bruto.
DISPOSITIVO DE SUJECIÓN DE PIEZAS EN LA MESA DE UNA FRESADORA
De primera operación continuación
Para las operaciones subsecuentes
DISPOSITIVO DE SUJECIÓN DE PIEZAS EN LA MESA DE UNA FRESADORA
Ejemplo de una sujeción para varias operaciones de fresado
DISPOSITIVO DE SUJECIÓN DE PIEZAS EN LA MESA DE UNA FRESADORA
Ejemplo de sujeción para el fresado progresivo de una carcasa detransmisión. Las cinco superficies se maquinan en un sólo ciclo deuna fresadora-planeadora
DISPOSITIVO DE SUJECIÓN DE PIEZAS EN LA MESA DE UNA FRESADORA
EL CABEZAL DIVISOR
Este es un dispositivo típico de las fresadoras y sirve para:
1. Sujetar la pieza durante su maquinado
2. Permite realizar una serie de fresados equiangulares alrededor de una circunferencia.
3. Permite ejecutar ranuras helicoidales a lo largo de una superficie cilíndrica.
Perspectiva de un divisor
universal para fresadora.
Fresado horizontal de un elemento cilíndrico colocado entre
los dos contrapuntos de una fresadora universal.
MÉTODOS DE DIVISIÓN:
1. División Directa:
Se obtiene girando manualmente el plato Q, haciendo entrar elobturador R en uno de los agujeros de este plato intercambiable.Obtenida la división se sujeta el husillo con la palanca excéntrica S. Los platos Q intercambiables pueden ser de 24, 30 y 36 agujeros.
2. División Indirecta:
En este caso es necesario fijar el plato divisor H con el sujetador I y sabiendo que la relación de transmisión entre el tornillo sin fin E y larueda helicoidal D es 1:40
# de vueltas de la
manivela F
Para 1 división o sea 1 vuelta del husillo C 40
Para 2 divisiones o sea ½ vuelta del husillo C 20
Para 4 divisiones o sea ¼ vuelta del husillo C 10
Se deduce que:
40 = # de vueltas de la manivela F
# de div. por hacer
MÉTODOS DE DIVISIÓN:
A- Cuerpo Fijo
B- Cuerpo Orientable
C- Husillo
D- Rueda Helicoidal
E- Tornillo Sin Fin
F- Manivela
G- Obturador
SECCIÓN DE UN DIVISOR UNIVERSALPARA FRESADORA (Tipo Ceruti.)
H- Plato Divisor
I- Sujetador
L- Buje Soporte
M, M1- Engranes Solidarios
N- Engrane Helicoidal
Q- Plato para divisiones directas
R- Obturador
MÉTODOS DE DIVISIÓN:
En nuestro laboratorio se dispone de platos con series de agujeros de:
Plato No. 1: 15,18,20,23,27,31,37,41,47
Plato No. 2: 16,17,19,21,29,33,39,43,49
Ejemplo de uso del compás para hacer la división:
MÉTODOS DE DIVISIÓN:
3. División Diferencial:Para obtener la división diferencial es necesario unir el husillo C
con el divisor H mediante un tren de engranes a, b, c y d después dehaber dejado libre la rueda divisora de su seguro I y el obturador G. Algirar la manivela F el plato H podrá girar en el mismo sentido o ensentido contrario según los pares de engranes elegidos.
Se elige un número próximo de divisiones al que debe realizarse y se procede como para división indirecta.
40 (I - i) a b
I c d
donde:
I = # de divisiones próximo al deseado
i = # de divisiones a efectuar
x
MÉTODOS DE DIVISIÓN:4. División Diferencial (Método Aproximado):
Si la relación es de 1:40, una vuelta de la manivela F son 9º = 360/40 .
Ejemplo: Calcular el movimiento de la manivela para generar divisionesde 39º 43’
1. 9º x 4 vueltas = 36º . Faltan 39º 43’ - 36º = 3º 43’ entonces lamanivela F debe girarse 4 vueltas + (3º 43’) / 9º partes de vuelta
2. (3º 43’) / 9º = (3 x 60 + 43) / 9 x 60) = 223 / 540 partes de vuelta
= 1 / (540 / 223) = 1 / 2.421524664
3. Ahora se busca un número que multiplicado por el numerador ydenominador dé un número de agujeros disponible:
19 / (2.421524664 x 19) = 19 / 46.0085
Se deben avanzar 19 agujeros en un plato con serie de 46
4. El error cometido en este caso es:
(19 / 46) x (9º x 60) = 223.04 min 223.04 - 223 = 0.04 min = 2.4 seg
FRESADO HELICOIDALPara obtener el fresado en espiral sobre una superficie cilíndrica
es necesario conectar el desplazamiento de la mesa con el gironecesario de la pieza.
Disposición de los engranajes para elfresado helicoidal con un divisor universalpara la fresadora.
Es necesario separar el sujetador I del plato H y unir el obturador G condicho plato. El husillo C recibe entonces la transmisión automática deltornillo motriz de la mesa.
Si:P1: Paso axial de la hélice a ejecutarP2: Paso de la rosca del husillo de la mesaa,b: # de dientes de las ruedas conductorasc,d: # de dientes de las ruedas conducidas
FRESADO HELICOIDAL
P2 a x b x 1P1 c x d x 40
OTROS TIPOS DE DIVISORES DE MESAS
Estos divisores se colocan sobre la mesa de las fresadoras, especialmente de las horizontales yuniversales, con el fin de efectuar fresados o taladros equidistantes dispuestos sobre circunferencias.
La rueda helicoidal del divisor, solidaria de la mesa giratoria, tiene un diámetro considerable. Por tanto, el número de sus dientes será generalmente de 90 ó 120, a diferencia de las ruedas helicoidales ordinarias del cabezal divisor, que como se sabe tiene 40
LOS CORTADORES
El cortador o fresa es una herramienta constituída por un sólidode revolución cuya superficie presenta un cierto número de aristas decorte iguales entre si, equidistantes y dispuestas simétricamente respectoal eje de giro.
Los filos de corte actuan duranteun limitado arco de su trayectoria arran-cando una viruta en forma de coma.
Los dientes, durante su rotaciónen vacío, tienen la oportunidad deenfriarse obteniendo como ventaja la mayor duración del filo de corte.Existen 2 disposiciones básicas deldentado:
1. Tangencial2. Frontal Perfil genérico de una fresa corriente.
(Un diente puede compararse al filo cortante deuna herramienta de un torno.)
TIPOS DE FRESASI. INTEGRALES
1. Cilíndrica de Corte Tangencial:
Pueden tener los dientes rectos o helicoidales
Dibujo de una fresa cilíndrica con dientes helicoidalespara planear (Tipo de gran rendimiento.)
Valores de los ángulos para fresas cilíndricas, con dientes helicoidales de acero extrarrápido. Tipo de gran rendimiento.
Fresas cilíndricas con dientes helicoidales para planear. Para trabajar acero, fundición y bronce.
TIPOS DE FRESAS
Algunos tipos de fresas cilíndricas con dientes helicoidales para planear, de elevado rendimiento.
TIPOS DE FRESAS
Disposición de los dientes de las fresas cilíndricasde corte lateral y frontal.
Aspecto de algunas fresas cilíndricas frontales huecas. (Normalmente se construyen con eldentado para corte derecha y hélice derecha.)
2.Cilíndricas de Corte Tangencial y Frontal:
TIPOS DE FRESAS
Dibujo de varias fresas de disco de tres cortes.
Fresas de disco de dos cortes, acopladas conuna fresa cilíndrica de alisar. (a, pieza, A y B fresas; b, portapieza.)
3. Fresas de Disco:
TIPOS DE FRESAS
Fresas de vástago, para ranurar.
4. Fresas de Vástago
Aspecto de algunas fresas cilíndricas vástago.
a) de mango cilíndrico, corte izquierda, hélice izquierda,empuje opuesto al mango Normaliz. DIN 844
b) de mango cónico, corte izquierda, hélice izquierda, empuje opuesto al mango
c) de mango cónico, con corte izquierda, hélice derecha,empuje hacia el mango. Normaliz. DIN 845
TIPOS DE FRESAS
Fresa angular, plano-cónica
Fresa angular bicónica
Fresa frontal angular (para fresadora vertical).
5. Fresas Angulares
TIPOS DE FRESAS
Varios tipos de fresas limas.
6. Fresas Limas
Se aplican para ajuste, desbarbado y pulido.
TIPOS DE FRESAS
7. Fresas de Forma
Las fresas de forma se utilizan para mecanizar superficies perfiladas. Paraestos mecanizados es necesario que elperfil de los filos permanezca inalterado apesar de los sucesivos afilados.
TIPOS DE FRESAS
7. Fresas de Forma para engranes:
Cada módulo debe tener un juego completo de fresas. Existen juegos de 8 o 15 fresas según la exactitud deseada.
Clasificación del juego de 15 fresasFresa No. 1 11/2 2 2 1/2 3 31/2 4 41/2 5 51/2 6 61/2 7 71/2 8Para número 12 13 14 15 17 19 21 23 26 30 35 42 55 81 135 hastade dientes 16 18 20 22 25 29 34 41 54 80 134 cremallera
Fresa No. 1 2 3 4 5 6 7 8Para número 12 14 17 21 26 35 55 135 hastade dientes 13 16 20 25 34 54 135 cremallera
Juegos de fresas para dentado evolvente o involuta
TIPOS DE FRESAS
MONTAJE DE LAS FRESAS EN MANDRIL
Cuando no se pueden montar las fresas sobreun árbol horizontal por razones de espacio o porque lafresadora de que se dispone no lo permite o es vertical, se fijan aquellas sobre un mandril. Constructivamente,los mandriles se diferencian según el tipo de fresa.
Fresas cilíndrico-frontales
Las fresas cilíndrico-frontales (1) se montan en un extremo del mandril B de forma que la lengüeta L seintroduzca en la ranura E. El tornillo V fija la fresa almandril. A su vez, el mandril se introduce en el husillo C, con el que se acopla mediante un cono Morse M-M’, y sefija mediante el tirante roscado D que atraviesa todo elhusillo; el mandril es obligado a girar por medio de dosplanos de arrastre F.Otras fresas cilíndrico-frontales (2) presentan dos encajesA que se acoplan a dos dientes de arrastre D del mandrilB. estas fresas se fijan mediante el tornillo V. El mandrilse introduce en el husillo mediante un cono ASME- S-S’,provisto a su vez de dos dientes de arrastre T que,acoplados a los respectivos acoplamientos Y del mandril, lo hacen girar solidario con el husillo.
Fresas de mango.
Las pequeñas fresas de mango cónico necesitan un mandril de reducción R en el que seintroducen con acoplamiento cónico M-M´, siendo arrastrada s con rozamiento.La mecha de arrastre D del cono sirve también para la extracción de la fresa.El mandril de reducción, a su vez, se introduce en el husillo M´, se sujeta mediante el tirante roscadoV y es arrastrado por medio de los planos F.
Fresas frontales de dientes postizos.
Las fresas frontales de dientes postizosy gran diámetro, tienen su agujero central en parte cónico y en parte cilíndrico, con dos alojamientos para dos dientes de arrastre; se montan sobre elcono anterior del mandril B mediante un tornillo V. El mandril se coloca en el husillo C conacoplamiento cónico. Al interponer la arandela Rentre tornillo y mandril, con sus dientes de arrastrey un acoplamiento prismático posterior se impide que la fresa gire alrededor del cono.
MONTAJE DE LAS FRESAS EN MANDRIL
CONOS ANSI (B5.18-1972 R1991) PARA HUSILLOS DE FRESADORAS
CONOS ANSI (B5.18-1972 R1991) PARA HUSILLOS DE FRESADORAS
CONOS ANSI (B5.18-1972 R1991) PARA ÁRBOLES EN HUSILLOS DE
FRESADORAS
Como toda herramienta también la fresa está sometida a un desgaste,provocado no sólo por el tiempo efectivo de utilización, es decir, la duración del afiliado,sino también por imprecisiones en el uso y mal funcionamiento de los órganos de lamáquina. El afiliado de la herramienta es una operación delicada , que requiere gran sensibilidad por parte del operario, así como experiencia suficiente. La consecución de un buen afiliado depende, en gran parte, del correcto posicionado de la fresa respecto a la muela.
Afiliado de las fresas de dientes fresados.
Ante todo debe someterse la fresa a una operación preliminar de rectificadoexterior cilíndrico, para corregir las deformaciones más graves de la herramienta. Acontinuación se pasa el afilado propiamente dicho.
Afilado de la cara anterior:
Se efectúa en primer lugar el afilado de la cara anterior haciendo pasar una muela de perfil adecuado por el hueco comprendido entre diente y diente.
Afilado de la cara posterior
Para afilar la cara posterior se puede utilizar un muela de disco o una muelade copa cónica. En esta operación se debe obtener el ángulo de incidencia es deseado. En particular, es necesario afilar la fresa cuando produce una superficie rugosa e imprecisa y cuando chirría o produce un ruido no uniforme. Las principales causas que determinan el chirrido de una fresa son: juego del árbol portafresas, afilado defectuoso o insuficiente, excesiva velocidad de corte, avance excesivo.
OPERACIONES DE AFILADO DE LAS FRESAS
AFILADO DE LA CARA POSTERIOR
Para obtener el valor deseado del ángulo de desprendimiento, es preciso disponer el centro de la fresa a una distancia h del plano definido por la cara anterior de la muela.
Para calcular la distancia h se recurre a una fórmula triconométrica que relaciona el valor de con la distancia h. Si D es el diámetro de la fresa se tiene:
sen = h / (D/2) = 2h / D, de donde h = D sen / 2
En el caso de utilizaar una muela de disco, es necesario disponer el ejehorizontal de la fresa a una distancia h por debajo del eje de a muela, distancia que depende del diámetro D de la muela y del valor del ángulo .La relación entre y h se obtiene a partir de una fórmula trigonométrica que relaciona
con h:
sen h / (D/2) = 2h / D, de donde h = D sen / 2
Si se utiliza una muela de copa cónica, los ejes se encuentran en posiciónperpendicular, pero siempre separados una distancia h. Esta distancia se calcula igual que en el caso anterior, teniendo en cuenta que en este caso D es el diámetro de lafresa y que el eje de esta última se encuentra encima del de la muela. La posición dediente de la fresa con respecto a la muela durante la operación se asegura, en los doscasos, mediante una planchita adecuada P, llamada tope de diente. El filo debe encontrarse a la altura del eje de la muela.
TIPOS DE FRESASII. DE DIENTES INSERTADOS:
Son de gran diámetro constituídas por un cuerpo de acero alcarbono con una serie de insertos de metal duro o carburos dispuestos simétricamente.
Fresa cilíndrica de tres cortescon plaquitas de metal duro.
Sección de una fresa de disco con plaquitas de metal duro.
Fresa de disco con plaquitas de metal duro.
Tren de fresas de forma con plaquitas insertadas.(Piña)
Sistema de fijación de las plaquitas insertadas en la fresa.
Fresa frontal de forma tronco-cónica con plaquita, de metalduro.
DIVERSOS CORTADORES DE INSERTOS
SELECCIÓN DE CORTADORES PARA FRESADO EN GENERAL
MATERIAL: El entendimiento de las características del maquinado del material de la pieza de trabajo,su dureza, la cantidad de material a remover, el tipo de acabado superficial requerido y la rigidez sonáreas que requieren un examen prioritario para el proceso de selección de cortadores.
MÁQUINA HERRAMIENTA: Es necesario considerar la potencia de la máquina herramienta, el rango y las velocidades disponibles , la alimentación del motor y la rigidez general de la máquina para poder seleccionar un cortador que mejor coincida con las condiciones de máquina que se presenten.
SUJECIÓN DE LA PIEZA: Una sujeción débil, limita a los cortadores para ser usados en una operación exitosa. Una sujeción rígida en cambio, permite la selección de un mayor rango de estilos de cortadores.
GEOMETRÍA DEL CORTADOR: Al seleccionar un cortador, es importante escoger uno que tenga lageometría necesaria para que actúe lo mejor posible de acuerdo con la configuración de la pieza detrabajo, la composición del material y la capacidad de la maquinaria.
TIPOS BÁSICOS DE GEOMETRÍA:•Doble Positiva•Doble Negativa•Angulo de Ataque Positivo•Alto Angulo de Ataque Positivo
GEOMETRÍA POSITIVA DOBLEVENTAJAS:• Provee la acción más eficiente de corte• Reduce el consumo de potencia• Minimiza la deflexión en piezas de trabajo delgadas• Reduce el choque de entrada• Minimiza las presiones de corte•Es más efectivo que la inclinación negativa en fresadoras antiguas donde el husillo y los mecanismos de alimentaciónno están en buenas condiciones.• Acabados superficiales mejorados son resultado de reducirla presión de corte, la deflexión y la vibración.• Efectivo cuando es difícil sujetar las piezas• Recomendado cuando la extensión del husillo es excesiva• Son recomendados para aluminio, latón y materiales dúctiles, así como aceros inoxidables y de fácil maquinado.
LIMITACIONES:• Filo de corte débil• Menos filos de corte por inserto• La acción cortante tiende a levantar la pieza de trabajo,consideración importante al fresar secciones de pareddelgada
Inclinación Radial Positiva
Inclinación Axial Positiva
GEOMETRÍA NEGATIVA DOBLECONSIDERACIONES•Se requieren mayor alimentaciones•Se necesita un filo de corte más fuerte en el punto decontacto con la pieza de trabajo•Ocho filos de corte por inserto cuadrado•Se requiere que la máquina esté en buenas condiciones•Se requiere que la pieza de trabajo esté bien sujeta•Es necesario que la pieza de trabajo tenga el áreatransversal necesaria para resistir fuerzas de corte aumentadas que se presentan con la inclinación negativa
LIMITACIONES•Fuerzas de corte más altas•Incremento en el choque de entrada•Incremento en el consumo de potencia•Temperaturas de corte más altas que pueden endurecer lasuperficie de la pieza•Virutas flexionadas sobre la pieza pueden dañar elacabado superficial
Inclinación Radial Negativa
Inclinación Axial Negativa
GEOMETRÍA DE ÁNGULO DE ATAQUE POSITIVO
VENTAJAS:•Recomendados para fresado de todo tipo de aceros y fundicionesde hierro.•La acción de corte dirige la viruta lejos de la superficie de corte•Los insertos tienen un filo de corte fuerte•La alimentación por diente puede ser maximizada con esta geometría•Genera menores fuerzas de corte que los cortadores deinclinación negativa doble.•Permite desbaste y acabado en una sola pasada obteniendo buenos acabados superficiales•Un mayor ángulo de ataque (normalmente usado en esta geometría) reduce las presiones de corte y adelgaza la viruta.•Recomendado cuando es requerido un fuerte filo de corte.•Ideal para todo tipo de máquinas en buenas condiciones.
LIMITACIONES:•Tiene tan sólo cuatro filos de corte por inserto.•El ángulo de corte no es tan efectivo como la inclinación positivaen materiales suaves.•Requiere mayor caballaje que los cortadores de inclinación positiva doble, pero menos que los de inclinación negativa doble.
Inclinación Negativa Radial
Inclinación Positiva Axial
GEOMETRÍA DE ALTO ÁNGULO DE ATAQUE POSITIVO
Cortadores con un alto ángulo de corte ofrecen las mismas ventajas que los cortadores deángulo de corte pero con una mayor acción positivade corte. Una inclinación positiva mayor reduce las fuerzas de corte y por tanto reducen los requerimientos de caballaje. La alimentación por diente puede aumentarse y los porcentajes deremoción de metal son aumentados.
Inclinación Radial Negativa
Alta Inclinación Axial Positiva
FUERZAS DEBIDAS A EL ÁNGULO DE ATAQUE
Los ángulos de ataque afectan la dirección de las fuerzas de corte. Lasfuerzas debidas a una ataque positivo jalan la pieza hacia el cortador. Lasfuerzas debidas a un ataque negativo alejan la pieza de trabajo y la empujan hacia la mesa.
Fuerzas provocadas por un ángulo Fuerzas provocadas por un ángulo de ataque positivo axial de ataque negativo axial
ELECCIÓN DE UN DIÁMETRO ADECUADO PARA EL CORTADOR
El ancho de la pieza debe determinar el diámetro del cortador a seleccionar.Esto es importante pues permite al inserto el empezar el corte a un buen ángulo deentrada. Un diámetro del cortador de aproximadamente 1 1/2 veces el ancho de la pieza asegurará un buen ángulo de entrada, así como una viruta de buen grosor. Si eldiámetro es parecido al ancho de la pieza, la viruta empieza con un espesor de cero.Este aumenta a un máximo en la línea central del cortador y adelgaza a cero al final.Esto no es deseable pues la fricción aumenta en el filo de corte a medida que la viruta se forma reduciendo la vida de dicho filo.
Condición deseada Condición no deseada
NOMENCLATURA PARA CÁLCULOS EN EL FRESADO
D Diámetro de la fresa en (mm)
v Velocidad de corte (m/min)
N Revoluciones por minuto (rpm)
z Número de filos cortantes
s’ Avance de la mesa (mm/min)
sz Avance (mm/diente)
sn Avance (mm/revolución)
ar Profundidad de corte radial (mm)
aa Profundidad de corte axial (mm)
P Potencia (Kw)
Ef Eficiencia (%)
Fp Factor de corrección de Potencia
Vp Índice de arranque de metal (cm /min Kw)
hm Espesor medio de viruta (mm)
W Factor de desgaste de herramienta
3
Velocidad de corte: V= π DN / 1000 (m/min)
Avance: s’= sz x z x N (mm/min)
sz= hm D / ar (Ver tablas para hallar sz)
Profundidad de Corte:
Fresado Frontal: aa < 0.5 mm (para acabado)
Fresado Periférico: ar < 0.5 mm (para acabado)
ESTABLECIMIENTO DE PARÁMETROSFresado Frontal Fresado Periférico o Cilíndrico
aa es perpendicular a este plano
Recomendable D> (4/3) ar
ESTIMACIÓN DEL NÚMERO DE FILOS DE UNA FRESA
Considerar que:
1.- El número de filos nunca debe ser tan grande que elespacio para la viruta pueda no ser suficiente para alojar la viruta que pueda trabar la operación
2.- Como regla general se debe considerar que al menos dosdientes esten siempre cortando. Tres es más deseable.
Fresado Frontal Fresado Periférico
z 9.45D z 18.9 D cos ρar D + 4ar
ρ = ángulo de la hélice de la fresa
==
CÁLCULO DE LA POTENCIAAcabado superficial:
Fresado Periférico: Ra = Sn2 x 1000 (micras)
4D
Fresado Frontal: Checar la longitud de la Faceta (b) sn < b
Potencia:
P= aa x ar x s’ x Fp x W (Kw)
1000 x Vp x Ef
FACTOR DE CORRECCIÓN DE POTENCIAhm (mm) 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30 0.35 0.40
Fp 1.50 1.23 1.10 1.00 0.94 0.89 0.85 0.81
ÍNDICE DE ARRANQUE DE METALEsta tabla es válida cuando hm = 0.2 mm y para las fresas con ángulo de desprendimiento efectivo de 0°
CÁLCULO DE LA POTENCIA
M a t e r i a lD u r e z a V p
B r i n e l l H B C m 3 / m i n k W
A c e r o C < 0 . 2 5 % 1 2 5 2 5
a l c a r b o n o C < 0 . 8 % 1 5 0 2 3
n o a l e a d o C < 1 . 4 % 2 5 0 2 1
A c e r o d e R e c o c i d o 1 2 5 - 2 0 0 2 1
b a j a a l e a c i ó n T e m p l a d o 2 0 0 - 4 5 0 1 7
A c e r o d e R e c o c i d o 1 5 0 - 2 5 0 1 9
a l t a a l e a c i ó n T e m p l a d o 2 5 0 - 5 0 0 1 7
A c e r o F e r r . M a r t . 1 7 5 - 2 2 5 1 9
I n o x i d a b l e A u s t e n í t i c o 1 5 0 - 2 0 0 1 7
F u n d i c i o n e s N o a l e a d a s 2 2 5 2 7
d e a c e r o B a j a a l e a c i ó n 1 5 0 - 2 5 0 2 4
A l t a a l e a c i ó n 1 5 0 - 3 0 0 2 1
A c e r o t r a t a d o > 5 0 H R C 1 0
F u n d i c i ó n V i r u t a c o r t a 1 1 0 - 1 4 5 3 1
M a l e a b l e V i r u t a l a r g a 2 0 0 - 2 5 0 3 4
F u n d i c i ó n B a j a r e s i s t e n c i a 1 5 0 - 2 2 5 4 9
G r i s A l t a r e s i s t e n c i a 2 0 0 - 3 0 0 3 8
F u n d i c i ó n F e r r i t i c a 1 2 5 - 2 0 0 4 5
N o d u l a r P e r l í t i c a 2 0 0 - 3 0 0 3 1
F u n d . e n c o q . 4 0 - 6 0 H R C 4 2 5
A l e a c . A l u m 1 0 0 8 2
AVANCE Y VELOCIDAD DE LAS FRESAS DE HSS
TABLA DE FACTOR DE DESGASTE DE HERRAMIENTA
Tipo de operación W
Fresado periférico 1.10Fresado frontal ligero/mediano 1.10-1.25Fresado frontal gran desbaste 1.30-1.60Fresado con fresa de vástago vertical 1.10
CÁLCULO DE LA FUERZA DE FRESADO
La fuerza de corte con dirección tangencial se puede calcular de:
Fc 60 000 P x Ef (N)
V=
CÁLCULO DEL TIEMPO DE MÁQUINA
TM = c (min)
s’
PLANEACIÓN DE PROCESOS EN EL FRESADO
Pasos a seguir para realizar un plan de procesos manual.1.- Estudio de la geometría y especificaciones (plano de la pieza)
2.- Determinar la forma de la materia prima y sus dimensiones (placa, lámina,barra, bloque, tubo, etc.)
3.- Identificar las superficies de referencia y de sujeción.
4.- Reconocer las características y subcaracterísticas de la pieza.
PLANEACIÓN DE PROCESOS EN EL FRESADO
Pasos a seguir para realizar un plan de procesos manual.5.- Planear la preparación de la materia prima.
ej. Gráfica de escuadrado
(a) Material en bruto con lados etiquetados
Montaje AMaquinar lado 2
MontajeBMaquinar lado 4 ylado 6
Montaje CMaquinar lado 5
Montaje DMaquinar lado 1 ylado 3
Mordazas
1 2
34
5
6
2
1
4
6
5
41
3
(b) Gráfica de Escuadrado
PLANEACIÓN DE PROCESOS EN EL FRESADO
6.- Considerar métodos alternativos para el maquinado de cada característica de la pieza. Realizar la gráfica de interacción en el maquinado de las caracteristicas de la pieza.
7.- Seleccionar las máquinas a utilizar.
8.- Determinar la secuencia de operaciones. Cuidar la no interferencia con lasujeción o con operaciones que puedan destruir superficies ya acabadas.
9.- Integrar la preparación de la materia prima. (p.ej. la gráfica de escuadrado) con la gráfica de interacción en el maquinado de las características, con la de la pieza. Así se obtiene una secuencia mas compacta.
10.- Realizar un chequeo del plan generado hasta ahora a un nivel conceptual.
11.- Seleccionar las herramientas y los parámetros de operación (cálculos,optimización etc.)
12.- Seleccionar y/o diseñar los dispositivos de producción y los dispositivos demedición.
13.- Cálculo de los tiempos y costos
14.- Preparación del documento final.
PLANEACIÓN DE PROCESOS EN EL FRESADO
EJEMPLO :- Para la pieza mostrada, desarrollar una gráfica de escuadrado, gráfica demaquinado de características e integrar ambas gráficas.
Material: Acero AISI1035
NOTAS: Los agujeros son roscados y avellanados. Acabados no especificados 6
0.25 pulg
1.5 pulg
Lado 3 β = 60°
3.0 pulg
Lado 5 Lado 6
Lado 1
α = 30°
Lado 2
Lado 4
3
33
3
3
38.1 mm
6.35 mm
76.2 mm
PLANEACIÓN DE PROCESOS EN EL FRESADO
SOLUCIÓN DEL EJEMPLO :- Para esa pieza se determina usar un bloque de 1.75” x 0.5” x 3.25” ( con
sobrespesores de 0.125” ). El bloque será cortado por sierra y la gráfica deescuadrado será la misma mostrada anteriormente.
- La pieza tiene 5 características: una ranura central, 2 agujeros y 2 ángulos a y b. Además posee 4 subcaracterísticas: 2 roscados y 2 avellanados.
- El estudio de características revela interacciones entre los agujeros con elángulo a y la ranura con el ángulo b . Los agujeros y ranura deberán hacerseantes que los ángulos a y b. porque de lo contrario se tienen problemas con la sujeción.
- Debido a la ausencia de acabados superficiales y tolerancias, se asume una pasada de desbaste y una de acabado.
PLANEACIÓN DE PROCESOS EN EL FRESADO
SOLUCIÓN DEL EJEMPLO :
Gráfica de interacción en el maquinado
1
α = 30°6
3
1
6
4
MordazasMordazas
Montaje AA Fresado de ranura
Montaje CC Fresado de Acabado con ángulo αFresado lateral con ángulo β
Montaje BB Taladrado de agujeroTaladrado de agujeroRoscado de agujeroRoscado de agujeroAvellanado de agujeroAvellanado de agujero
PLANEACIÓN DE PROCESOS EN EL FRESADO
SOLUCIÓN DEL EJEMPLO:Finalmente se unen las 2 gráficas anteriores obteniendo como resultado:
Se deja al estudiante la realización del plan de proceso detallado de esta pieza.
Montaje AMaquinar lado 2
Montaje BMaquinar lado 4 y lado 6
Montaje CMaquinar lado 5
Mordazas
MOntaje CC Fresado de acabado con ángulo αFresado lateral con ángulo β
Montaje BB Taladrado de agujeroTaladrado de agujeroRoscado de agujeroRoscado de agujeroAvellanado de agujeroAvellanado de agujero
Montaje D y paso AAMaquinar lado1 ylado 3Ranurado con fresadora
2
1
4
6
5
4
1
3
4
6
1
6 β = 30°
FRESADO DE PLACAS GUÍA
Trabajo encargado: Fresado de una placa corredera en una fresadoravertical. Producción unitaria, usar HSS. Producción en serie, usar SMA.
1. Fresado de 4 superficies perpendiculares.
Herramienta: fresa cilíndrico-frontal con dientes helicoidales y prensade tornillo.
2. Trazado.
Herramienta: trazador, escuadras y transportador.
3. Fresado de desbaste y acabado de la superfice plana superior.
Herramienta: Cortador frontal.
4. Fresado de desbaste y acabado de escalones.
Herramienta: cilíndrica frontal con dientes helicoidales.
5. Fresado de desbaste y acabado de la superficieinferior.
Herramienta: Cortador frontal.
6. Fresado de un canal en forma de U.
Herramienta: Cortador cilíndrico frontal.
7. Fresado de un canal en forma de cola deMilano.
Herramienta: fresa angular.
NOMENCLATURA BÁSICA DE UN ENGRANE CILÍNDRICO
SISTEMA EUROPEO
P- paso Distancia de diente a P = m πdiente a lo largo de lacirunferencia primitiva
m- módulo Patrón ISO y DINz- # de dientes
do - diámetro de la circunferencia do =Perímetro = P X zprimitiva π π
do = m π z = mz
πhz- altura total del diente hz = 2.25 mhk- altura de la cabeza del hk = 1 m
diente hf- altura del pie del diente hf = 1.25 mdk- diámetro de la circunferencia dk = do + 2hk
de cabeza dk = mz + 2mdk = m (z + 2)
df- diámetro de la circunferencia df = do - 2hf
de raíz df = mz - 2 (1.25m)df = m(z - 2.5)
db- diámetro del círculo base db = do cos φ
SERIE DE MÓDULOS NORMALIZADOS SEGÚN DIN 780
Módulo m en mmSerie I Serie II
0.05
0.055
0.06
0.07
0.08
0.09
0.1
0.11
0.12
0.14
0.16
0.18
0.2
0.22
0.25
0.28
0.3
0.35
0.4
0.045
Módulo m en mmSerie I Serie II
0.5
0.55
0.6
0.65
0.7
0.75
0.8
0.85
0.9
0.95
0.1
1.125
1.25
1.375
1.5
1.75
2
2.25
2.5
2.75
Módulo m en mmSerie I Serie II
3
(3.25)
3.5
(3.75)
4
(4.25)
4.5
(4.75)
5
(5.25)
5.5
(5.75)
6
(6.5)
7
8
9
10
11
12
Módulo m en mmSerie I Serie II
14
16
18
20
22
25
(27)
28
(30)
32
36
(39)
40
(42)
45
50
55
60
70
ÁNGULO DE PRESIÓN
Ángulo de Presión (Φ): Es el ángulo formado entre la tangente a los círculos primitivos y la línea de acción. La magnitud del ángulo de presión determina el diámetro delcírculo base.
Línea de Acción: Es la línea normal a las superficies que forman los flancos de los dientes. Es en la dirección de esta línea en la que s e transmite la fuerza de unengrane a otro.
Círculo de Base (db): Es el círculo a partir del cual se genera la involuta.
db = do cosΦ
Linea decentros
Linea deacción
Angulo dePresión
Círculobase
CírculosPrimitivos
Círculobase
Círculo base
Círculo base
Círculo base
SISTEMA AMERICANOEl patrón para definir un engrane es el Diametral Pitch (P) o Paso Diametral definido como:
No. de dientes del engrane Z Z 25.4 25.4diámetro primitivo en pulg. Do (pulg.) do (mm) do m
25.4 Z
P = = = = =
Módulo Diametral Pitchm P 25.4/P
mm 1/inch mm0.12
200 0.127000.14
180 0.14111160 0.15875
0.160.18
140 0.181430.2
120 0.211670.220.25
100 0.254000.280.3
80 0.317500.35
64 0.396880.40.450.5
48 0.529170.550.6
40 0.6350.650.7
36 0.705560.75
32 0.793750.80.850.9
28 0.907140.95
124 1.05833
Módulo Diametral Pitchm P 25.4/P
mm 1/inch mm1.1251.25
20 1.270001.375
18 1.411111.5
16 1.587501.75
14 1.814292
12 2.116672.25
11 2.309092.5
10 2.540002.75
9 2.822223
8 6.17500(3.25)
3.57 3.62857
(3.75)4
6 4.23333(4.25)
4.55.5 4.61818
(4.75)5
5 5.08000(5.25)
5.54.5 6
(5.75)6
4 6,35000
Módulo Diametral Pitchm P 25.4/P
mm 1/inch mm(6.5)
73.5 7.25714
83 8.46667
92.75 9.23636
102.5 10.16000
112.25 11.28889
122 12.70000
141.75 14.51429
161.5 16.93333
1820
1.25 20.320002225
1 25.40000(27)28
0.875 29.02857(30)32
0.75 33.8666736
(39)40
0.625 40.64000(42)4550
0.5 50.80000
Pasos diametralesDiametral Pitch
ENGRANES CILÍNDRICOSSISTEMA AMERICANO
FRESADO DE UN ENGRANE RECTO POR EL PROCEDIMIENTO DEL PLATO DIVISOR
1 Rueda Frontal 1 AISI 1035
Pzas Designación No. Material
Trabajo encargado: Mecanizado de una rueda dentada frontal para un engranaje. El cuerpo de rueda se da ya torneado. Los dientes deberán fresarse.
m= 2.5Z= 25P= 7.85do= 62.5dk= 67.5df= 56.25hZ= 5.625
Dimensiones en mm
FRESADO DE UN ENGRANE RECTO POR EL PROCEDIMIENTO DEL PLATO DIVISOR
Plan de trabajo
Fases de trabajo Máquinas herramientas
1 Sujetar y disponer el plato divisor Plato divisor; cabezaly el cabezal móvil en la fresadora móvil; amplificador dehorizontal de esfera
2 Sujeción de la fresa para ruedas Fresa para fresado dedentadas en el husillo de fresar y ruedas dentadas deverificar y girar redondo módulo 2.5; 21...25
dientes; vástago defresa.
3 Sujeción de la pieza entre puntas Escuadra: calibres dey ajuste de la fresa al centro de caras paralelasaquella
4 Ajuste de los brazos del sector -
5 Ajuste de número de revoluciones -y del avance
6 Hágase que la fresa roce ligera- -mente sobre la pieza
7 Sáquese del alcance de la fresa y -hágase con la mesa de fresar que la pieza suba en la altura del diente(5.125 mm en desbaste)
8 Fresado del primer huecocon desbaste y acabado (0.5mm) -
9 Sepárese la pieza de la fresa y há- -gase girar con la manivela delplato divisor en una magnitud igualal paso, fresando a continuación elsegundo hueco.
10 Repetición de la fase no. 9 hasta que -queden fresados todos los dientes.
Insttrumentos de medida y verificación: pie de rey, pálmer, amplificador de esfera,calibres normales de caras paralelas, pie de rey para medir gruesos de dientes
(Sólo fresado de los dientes)
Para el bloque de soporte mostrado en la siguiente página, yque se desea producir en gran serie:
a.- Especificar la geometría del material en bruto a utilizar.b.- Calcular el desperdicio de material.c.- Especificar completamente las herramientas a utilizar.d.- Especificar la maquinaria a utilizar.e.- Especificar el plan de proceso.
El material de la pieza será fundición nodular perlítica, y se debe obtener un acabado superficial de 0.8 micras.
EJERCICIO: FRESADO DE UNBLOQUE DE SOPORTE
BLOQUE SOPORTE
Acabado Superficial: 0.8 micras Acotaciones en: pulg.
a.- El material en bruto a utilizar es una barra fundida de 6 m. Se requieren ángulosde salida de 1°, y sobreespesores de 0.5 mm. El bosquejo de la geometría del material en bruto se indica en la figura.
SOLUCIÓN
b.- Una vez determinado y dibujado el perfil exacto de la pieza, se realizan los siguientes cálculos:Area Frontal de la pieza maquinada = 3.3477 pulg2Area Frontal de la pieza fundida = 3.7259 pulg2
Estos datos se calculan con la ayuda de Auto-CAD.Volumen en 1 pulg de largo:
Maquinado = 3.3477 pulg3Fundición = 3.7259 pulg3
Porcentaje de Desperdicio = { (3.7259 - 3.3477) / 3.7259 } * 100% = 10.15%
El corte de la barra con fresa de disco (genera un desperdicio adicional).
Insertos: Calidad SMAGeometría SPKN 1904 EP
Para las ranuras se usa geometría especial a pedido:Ranura superfior-inferior: 1/8 * 0.1875”Ranuras laterales 5/32 * 0.375”
c.- Herramientas a utilizar: Dos tipos de fresas de forma:
* La fresa indicada en la fig. 4-Apara las partes superiores e inferiores, con un diámetro de 80 mm, y z = 18.9 x 80 x cos45°
80 + 4 x 4.93se toma z = 11
donde D = 80ρ = 45°ar = 4.93
* La fresa indicada en la fig. 4-Bpara los costados.
= 10.72
d.- Máquina a utilizar:Máquina Transfer
Potencian = 398 m/mins’ = 201 mm/min5 cabezales monohusillo
e.- El plan de proceso correspondiente se anexa a estos datos.Operación 10:
ar = 0.1722 “ = 4.3738 mmaa = 2.8195 “ = 71.62 mmsz = 0.2 mm/diente v = 100 m/min n = (1000 * 100) / (π * 80) = 398 r.p.m.s’ = 0.2 * 11 * 398 = 875.6 mm/min.Sin embargo, de acuerdo al acabado superficial deseado,
sn < 4 * 80 * 0.0008 = 0.506s’ = 0.506 * 398 = 201 mm/minsz = 0.506 / 11 = 0.046
hm = 0.046 / (80 / 4.3738) = 0.010 De aquí, Fp = 1.5Potencia=(71.62 * 4.3738 * 201 * 1.5*1.10) / (1000 * 31 * 0.7) = 4.785 KWTiempo = (6000 + 80 + 4) / 201 = 30.26 min
Operación 20:ar = 0.2347 “ = 5.96 mmaa = 2.6857 “ = 68.21 mmPotencia = (68.21 * 5.96 * 201 * 1.5*1.10) / (1000 * 31 * 0.7) = 6.2 KWTiempo = (6000 + 80 + 4) / 201 = 30.26 min
Operación 30:ar = 0.1941 “ = 4.93 mmaa = 2.4375 “ = 61.91 mmPotencia = (61.91 * 4.93 * 201 * 1.5*1.10) / (1000 * 31 * 0.7) = 4.66 KWTiempo = (6000 + 80 + 4) / 201 = 30.26 min
Husillo horizontal para op 10 P=4.785Husillo vertical para op 20 P = 6.22 husillos verticales para op 30 P = 2x4.66
TAREA
1.- Checar el desperdicio en % con 1 ó 2 mm de sobrespesor
2.- Checar el desperdicio en % considerando también los cortes transversales
3.- Especificar la fresa para los cortes transversales
4.- Calcular los parámetros y el tiempo para la operación 40
5.- Realizar el plan de proceso para producción unitaria (ver figuras mas abajo y diseñar el sistema de sujeción)
EJERCICIO
Aplicar las mismas preguntas del ejercicio anterior para elbloque 1 que se presenta. Adicionalmente para cada operaciónse requiere conocer el sistema de sujeción de la pieza
Material: Acero AISI 1035
EJERCICIOLa pieza mostrada en la figura de la siguiente página requiereser producida en gran serie. Se usará una preforma y lassuperficies que requieren maquinado son:
La base inferior, el agujero ovalado (superficie interna ysuperficie superior), la cola de milano. Acabado superficial =
0.8 micras
Se pide:
a) Especificar a detalle la geometría y el proceso del que proviene el material en bruto a utilizarb) Calcular el % de desperdicioc) Especificar las herramientas de corted) Especificar y hacer un bosquejo de los dispositivos de sujecióne) Especificar las máquinas-herramientasf) Diseñar el plan de proceso
M.- Superficie a maquinarcon acabado Ra=4µm
M
MM
M
M
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